Title

Uso do software WinLadle para comparar a oxicombustão e a combustão convencional em um processo de pré-aquecimento de panelas

Use of WinLadle Software for Comparing oxy-fuel and Conventional Combustion in a Preheating Process

Authorship

GAMA, PABLO PACHECO DA; COSTA, TIAGO RIBEIRO; ZANOTELLI, VITOR HUGO; ZAGURY, PEDRO ATHIAS; MARQUES, IZAIAS LUCAS; EKMAN, TOMAS

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ZANOTELLI, VITOR HUGO

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ZAGURY, PEDRO ATHIAS

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MARQUES, IZAIAS LUCAS

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DOI

10.5151/2594-5300-44108

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Abstract

Este estudo avalia o desempenho da combustão oxicombustível em comparação com a combustão convencional ar-combustível em aplicações de pré-aquecimento de panelas, utilizando o software proprietário de simulação WinLadle. A metodologia consistiu na definição dos principais parâmetros de entrada, incluindo a geometria da panela, as propriedades do revestimento refratário, a composição do combustível e as estratégias de controle da combustão, a fim de simular dois cenários operacionais distintos: combustão convencional ar-combustível e oxicombustão. Os resultados das simulações revelaram diferenças significativas de desempenho térmico e de eficiência de processo entre as duas configurações de combustão. Especificamente, o sistema oxicombustível apresentou desempenho superior em decorrência de maiores temperaturas de chama, da eliminação da diluição por nitrogênio e da maior eficiência de transferência de calor. Além disso, a implementação de um sistema automatizado de controle da combustão contribuiu para maior estabilidade do processo e para a otimização do uso de energia. Os resultados confirmam que a oxicombustão oferece vantagens substanciais nas operações de pré-aquecimento de panelas, incluindo redução dos tempos de aquecimento, melhor controle de temperatura e aumento da eficiência energética global. Esses achados demonstram o potencial da tecnologia oxicombustível para elevar o desempenho operacional e o aproveitamento energético nos processos de pré-aquecimento de panelas, apoiando sua adoção como solução eficaz para melhorar a eficiência térmica e a confiabilidade do processo nas operações de aciaria.

This study assesses the performance of oxy-fuel combustion in comparison with conventional air-fuel combustion for ladle preheating applications using the proprietary WinLadle simulation software. The methodology consisted of defining key input parameters, including ladle geometry, refractory lining properties, fuel composition, and combustion control strategies, in order to simulate two distinct operating scenarios: conventional air-fuel combustion and oxy-fuel combustion. The simulation results revealed significant differences in thermal performance and process efficiency between the two combustion configurations. Specifically, the oxy-fuel system exhibited superior performance as a result of higher flame temperatures, the elimination of nitrogen dilution, and enhanced heat transfer efficiency. In addition, the implementation of an automated combustion control system contributed to greater process stability and optimized energy utilization. The results confirm that oxy-fuel combustion offers substantial advantages for ladle preheating operations, including reduced heating times, improved temperature control, and increased overall energy efficiency. These findings demonstrate the potential of oxy-fuel technology to enhance operational performance and energy utilization in ladle preheating processes, supporting its adoption as an effective solution for improving thermal efficiency and process reliability in steelmaking operations.

Keywords

Aquecimento de Panelas, Oxicombustão, Economia de Energia, Software

Ladle Preheating, Oxyfuel, Energy Savings, Software